JP2006112360A

JP2006112360A - Piston device

Info

Publication number: JP2006112360A
Application number: JP2004302002A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Abe; 友昭阿部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston device enabling the suppression of the deposition of carbon or deposit. <P>SOLUTION: In a piston 10, chevron-like rings 121, 122, and 123 having tensions and formed in generally chevron shapes in cross section are mounted on either of a top land part 151, a second land part 152, and a third land part 153. The widths of the skirt parts of the chevron-like rings 121, 122, and 123 are varied by a variation in clearance between the piston 10 and a bore wall 21. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、ピストン装置に関し、特に内燃機関のピストン装置に関するものである。 The present invention relates to a piston device, and more particularly to a piston device for an internal combustion engine.

従来、ピストンは、たとえば特開２０００−８８１０４号公報（特許文献１）または実開平６−１８６４３号公報（特許文献２）に開示されている。
特開２０００−８８１０４号公報実開平６−１８６４３号公報 Conventionally, pistons are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-88104 (Patent Document 1) or Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-18643 (Patent Document 2).
JP 2000-88104 A Japanese Utility Model Publication No. 6-18643

特許文献１では、内燃機関のピストンのトップランド上部に補助ピストンリングを設けることによってクエンチゾーンを低減し、未燃ガス（ＨＣ）の排出を低減する技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for reducing the quench zone and reducing the discharge of unburned gas (HC) by providing an auxiliary piston ring above the top land of the piston of the internal combustion engine.

特許文献２では、クエンチゾーンを低減する技術が開示されている。しかしながら、従来の技術では、各ランド部に付着するカーボンやデポジットの堆積防止技術はなく、その開示は存在しない。 Patent Document 2 discloses a technique for reducing the quench zone. However, in the conventional technique, there is no technique for preventing the deposition of carbon and deposits attached to each land portion, and there is no disclosure thereof.

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、ランド部に付着するカーボンやデポジットの堆積を防止することが可能なピストン装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a piston device capable of preventing the deposition of carbon and deposits adhering to a land portion.

この発明に従ったピストン装置は、表面にリング溝が形成され、その上部に各リング溝に対応した各ランド部が設けられ、各リング溝にピストンリングが嵌装されたピストン装置であって、各ランド部のいずれかに張力を有する断面が略くの字の山型リングが装着されている。 The piston device according to the present invention is a piston device in which a ring groove is formed on the surface, each land portion corresponding to each ring groove is provided on an upper portion thereof, and a piston ring is fitted in each ring groove, A mountain-shaped ring having a substantially U-shaped cross section having tension is attached to one of the land portions.

このように構成されるピストン装置では、ランド部のいずれかに張力を有する断面が略くの字の山型リングが装着されているため、この山型リングより下側へのカーボンやデポジットの堆積を防止することができる。 In the piston device configured in this manner, since a mountain-shaped ring having a substantially square cross section with tension is attached to one of the land portions, carbon or deposit is deposited below the mountain-shaped ring. Can be prevented.

好ましくは、ランド部側に山型リングのすそ野部が位置し、シリンダ内面側に山型リングの頂部が位置する。 Preferably, the base portion of the angle ring is located on the land portion side, and the top portion of the angle ring is located on the cylinder inner surface side.

より好ましくは、ピストン装置とシリンダの隙間の変化によって山型リングのすそ野部の幅が変化する。 More preferably, the width of the base portion of the mountain-shaped ring changes due to the change in the gap between the piston device and the cylinder.

このように構成されたピストン装置では、ピストンの姿勢の変化によってピストンとシリンダの隙間が変化し、これによりランド部に付着し始めるカーボンの堆積を除去できる。その結果、硬質カーボンにより生じるシリンダ摺動面への傷を抑制できる。さらに、シリンダの傷から剥離カーボンを噛み込むことにより生じるピストンリング摺動面への傷付けを抑制できる。また、ピストンリング溝へのカーボンの侵入をも抑制できる。その結果、オイルの掻き上げを抑制できる。好ましくは、山型リングを装着したランド部は、山型リングのすそ野の広がりを規制する凹形状を有する。好ましくは、山型リングの張力はピストンリングの張力よりも低い。 In the piston device configured as described above, the gap between the piston and the cylinder is changed by the change in the posture of the piston, and thereby, carbon deposition that starts to adhere to the land portion can be removed. As a result, damage to the cylinder sliding surface caused by hard carbon can be suppressed. Further, it is possible to suppress damage to the piston ring sliding surface caused by biting the release carbon from the scratch of the cylinder. In addition, carbon can be prevented from entering the piston ring groove. As a result, the oil can be prevented from being scraped up. Preferably, the land portion on which the mountain-shaped ring is mounted has a concave shape that regulates the spread of the bottom of the mountain-shaped ring. Preferably, the tension of the chevron ring is lower than the tension of the piston ring.

この発明に従えば、ランド部に付着するカーボンやデポジットの堆積を防止することができる。 According to this invention, it is possible to prevent the deposition of carbon and deposits adhering to the land portion.

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照番号を付し、その説明については繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

図１は、この発明に従ったピストンを有するエンジンの断面図である。図１を参照して、ピストン１０はシリンダブロック２０内に収納される。ピストン１０は略円筒形状であり、シリンダブロック２０の内部空間であるボア領域に収納されてボア領域を往復運動する。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an engine having a piston according to the present invention. Referring to FIG. 1, piston 10 is housed in cylinder block 20. The piston 10 has a substantially cylindrical shape, and is housed in a bore region that is an internal space of the cylinder block 20 and reciprocates in the bore region.

ピストン１０はピストン本体１６およびピストン本体１６に連なるスカート部１３を有する。ピストン本体１６およびスカート部１３は、たとえばアルミニウム合金により構成される。スカート部１３の外周部には、摩擦を低下させるための樹脂コートが施されてもよい。 The piston 10 has a piston main body 16 and a skirt portion 13 connected to the piston main body 16. The piston body 16 and the skirt portion 13 are made of, for example, an aluminum alloy. A resin coat for reducing friction may be applied to the outer peripheral portion of the skirt portion 13.

ピストン本体１６の頂面１７には、凹部である燃焼室１１が設けられる。燃焼室１１はピストン本体１６を抉り取った形となり、略左右対称形状とされる。燃焼室１１の上部がリップ部１４であり、リップ部１４はピストン本体１６の頂面１７と燃焼室１１との境界面となる。ピストン本体１６にはクーリングチャンネル１２が設けられている。ピストン本体１６の熱を奪うための流体がクーリングチャンネル１２に流される。 The top surface 17 of the piston body 16 is provided with a combustion chamber 11 that is a recess. The combustion chamber 11 has a shape obtained by scraping the piston body 16 and is substantially symmetrical. The upper portion of the combustion chamber 11 is a lip portion 14, and the lip portion 14 serves as a boundary surface between the top surface 17 of the piston body 16 and the combustion chamber 11. The piston body 16 is provided with a cooling channel 12. A fluid for removing heat from the piston body 16 is caused to flow through the cooling channel 12.

ピストン１０はコネクティングロッド６０によりクランクシャフト（図示せず）に取付けられる。ピストン１０の往復運動をコネクティングロッド６０が回転運動に変換する。 The piston 10 is attached to a crankshaft (not shown) by a connecting rod 60. The connecting rod 60 converts the reciprocating motion of the piston 10 into a rotational motion.

ピストン１０上にはインジェクタ４０が配置される。インジェクタ４０は燃料である軽油を燃焼室１１に向かって吹き付ける。インジェクタ４０としては、電磁式インジェクタ、ピエゾインジェクタなどさまざまなものを採用することができる。また、燃料噴射圧力は特に限定されず、高圧で燃料を噴射するコモンレールシステムを採用してもよい。 An injector 40 is disposed on the piston 10. The injector 40 sprays light oil as fuel toward the combustion chamber 11. Various injectors such as an electromagnetic injector and a piezo injector can be used as the injector 40. The fuel injection pressure is not particularly limited, and a common rail system that injects fuel at a high pressure may be adopted.

この実施の形態に従ったエンジンは、軽油を燃料とする、いわゆるディーゼルエンジンである。なお、燃料は軽油に限られず、灯油、重油などを採用することが可能である。インジェクタ４０の横には、エンジン始動時の燃焼室１１を急激に加熱するためのグロープラグ３０が配置される。グロープラグ３０と反対側には、バルブ５０が配置される。 The engine according to this embodiment is a so-called diesel engine using light oil as fuel. The fuel is not limited to light oil, and kerosene, heavy oil, etc. can be used. Next to the injector 40, a glow plug 30 for abruptly heating the combustion chamber 11 when the engine is started is disposed. A valve 50 is disposed on the opposite side to the glow plug 30.

この発明に従ったピストン１０は直列型、Ｖ型、またはＷ型などのさまざまなエンジンに適用することが可能である。また、ピストン１０の材質も、アルミニウムだけでなく、鉄、マグネシウムなど、さまざまな金属を採用することができる。また、エンジンの形状としては、単気筒エンジンだけでなく、複数のピストンを有する多気筒エンジンに本発明を適用することが可能である。 The piston 10 according to the present invention can be applied to various engines such as a series type, a V type, and a W type. The material of the piston 10 can be not only aluminum but also various metals such as iron and magnesium. Further, as the shape of the engine, the present invention can be applied not only to a single cylinder engine but also to a multi-cylinder engine having a plurality of pistons.

ピストン本体１６の外周には、トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３が設けられる。トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３はピストン本体１６を取囲むように配置される。トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３には、トップリング１３１、セカンドリング１３２およびオイルリング１３３が配置される。トップリング１３１およびセカンドリング１３２は、シリンダボア内壁２１と接触して、圧縮漏れを防ぐ働きをする。これに対し、オイルリング１３３は、ピストン下部からのオイル上がりを防止する働きを有する。 A top ring groove 111, a second ring groove 112, and an oil ring groove 113 are provided on the outer periphery of the piston body 16. The top ring groove 111, the second ring groove 112 and the oil ring groove 113 are arranged so as to surround the piston body 16. A top ring 131, a second ring 132 and an oil ring 133 are disposed in the top ring groove 111, the second ring groove 112 and the oil ring groove 113. The top ring 131 and the second ring 132 are in contact with the cylinder bore inner wall 21 and serve to prevent compression leakage. On the other hand, the oil ring 133 has a function of preventing oil from rising from the lower part of the piston.

トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３上にはトップランド部１５１、セカンドランド部１５２、サードランド部１５３が設けられる。トップランド部１５１、セカンドランド部１５２、サードランド部１５３では凹形状１４１，１４２，１４３が設けられ、それぞれの凹形状１４１，１４２，１４３には、山型リング１２１，１２２，１２３が配置される。山型リング１２１，１２２，１２３は「くの字」であり、ばね材を折り曲げることで構成される。山型リング１２１，１２２，１２３の頂部はシリンダボア内壁２１側に位置し、すそ野部はトップランド部１５１、セカンドランド部１５２、サードランド部１５３側に位置する。 On the top ring groove 111, the second ring groove 112, and the oil ring groove 113, a top land portion 151, a second land portion 152, and a third land portion 153 are provided. The top land portion 151, the second land portion 152, and the third land portion 153 are provided with concave shapes 141, 142, and 143, and mountain-shaped rings 121, 122, and 123 are disposed in the respective concave shapes 141, 142, and 143. . The chevron rings 121, 122, and 123 are “shaped” and are formed by bending a spring material. The tops of the chevron rings 121, 122, 123 are located on the cylinder bore inner wall 21 side, and the bottom parts are located on the top land portion 151, the second land portion 152, and the third land portion 153 side.

トップランド部１５１、セカンドランド部１５２、サードランド部１５３に幅広の浅溝としての凹形状１４１，１４２，１４３を掘り、そこにくの字型の山型リング１２１，１２２，１２３を挿入する。これにより、トップランド部１５１、セカンドランド部１５２、サードランド部１５３に付着するカーボンおよびデポジットを抑制する。 Concave shapes 141, 142, and 143 as wide shallow grooves are dug in the top land portion 151, the second land portion 152, and the third land portion 153, and the U-shaped chevron rings 121, 122, and 123 are inserted therein. This suppresses carbon and deposits adhering to the top land portion 151, the second land portion 152, and the third land portion 153.

ピストン１０のスラップによりピストン１０の位置が変わることで、くの字型の山型リング１２１，１２２，１２３の位置が変わり、自動的に掃除をする。 By changing the position of the piston 10 due to the slap of the piston 10, the positions of the chevron-shaped chevron rings 121, 122, 123 change, and the cleaning is automatically performed.

燃焼室１１はピストン本体１６の中央部に設けられて、燃焼室１１の中央部がさらに高くなった形状とされる。ピストン１０の頂面１７の一部分が陥没して燃焼室１１が構成されている。ピストン１０の製造方法としては、鋳造、鍛造などさまざまな方法を採用することができる。鋳造を用いれば量産化に適している。リップ部１４は円形状であり、燃焼室１１を取囲むように位置する。 The combustion chamber 11 is provided in the central part of the piston main body 16, and the central part of the combustion chamber 11 is further raised. A portion of the top surface 17 of the piston 10 is depressed to form the combustion chamber 11. As a method for manufacturing the piston 10, various methods such as casting and forging can be employed. If casting is used, it is suitable for mass production. The lip portion 14 has a circular shape and is positioned so as to surround the combustion chamber 11.

図２は、図１で示すピストンの斜視図である。図２を参照して、ピストン１０では、スカート部１３から近い側（下側）から順にオイルリング溝１１３、セカンドリング溝１１２およびトップリング溝１１１が配置される。それぞれのオイルリング溝１１３，セカンドリング溝１１２およびトップリング溝１１１は、ピストン本体１６の外表面を取囲むように、略平行に配置される。オイルリング溝１１３とセカンドリング溝１１２との間にはサードランド部１５３が配置される。サードランド部１５３には凹形状１４３が設けられる。 FIG. 2 is a perspective view of the piston shown in FIG. With reference to FIG. 2, in the piston 10, an oil ring groove 113, a second ring groove 112, and a top ring groove 111 are disposed in order from the side closer to the skirt portion 13 (lower side). Each oil ring groove 113, second ring groove 112, and top ring groove 111 are arranged substantially in parallel so as to surround the outer surface of the piston body 16. A third land portion 153 is disposed between the oil ring groove 113 and the second ring groove 112. The third land portion 153 is provided with a concave shape 143.

セカンドリング溝１１２とトップリング溝１１１との間にはセカンドランド部１５２が配置される。セカンドランド部１５２には凹形状１４２が配置される。トップリング溝１１１と頂面１７との間にはトップランド部１５１が設けられ、トップランド部１５１には凹形状１４１が配置される。図２では、トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２、オイルリング溝１１３などの構成要素が強調して記載されており、ピストン本体１６に対してこれらは大きく記載されている。 A second land portion 152 is disposed between the second ring groove 112 and the top ring groove 111. A concave shape 142 is disposed in the second land portion 152. A top land portion 151 is provided between the top ring groove 111 and the top surface 17, and a concave shape 141 is disposed in the top land portion 151. In FIG. 2, components such as the top ring groove 111, the second ring groove 112, and the oil ring groove 113 are emphasized and described with respect to the piston body 16.

図３は、山型リングを詳細に示す断面図である。図３を参照して、山型リング１２１，１２２，１２３は図３の実線で示す位置から点線で示す位置まで移動可能である。すなわち、シリンダボア内壁２１とピストン本体１６との間の距離に応じて山型リング１２１，１２２，１２３の広がり具合が変化する。 FIG. 3 is a sectional view showing the chevron ring in detail. Referring to FIG. 3, chevron rings 121, 122, 123 are movable from the position indicated by the solid line in FIG. 3 to the position indicated by the dotted line. That is, the extent of the chevron rings 121, 122, 123 changes according to the distance between the cylinder bore inner wall 21 and the piston body 16.

なお、この実施の形態では、３つの山型リング１２１，１２２，１２３を設けているが、必ずしも３つの山型リングを設ける必要はなく、１つ以上の山型リングが存在していてもよい。またその山型リングも、トップランド部１５１、セカンドランド部１５２およびサードランド部１５３のいずれに設けてもよい。また、リング溝が３つ存在するピストンを示しているが、これに限定されるものではなく、より多くまたはより少ないリング溝を有するピストンに本発明を適用することが可能である。 In this embodiment, three angle rings 121, 122, 123 are provided. However, it is not always necessary to provide three angle rings, and one or more angle rings may exist. . Further, the mountain-shaped ring may be provided in any of the top land portion 151, the second land portion 152, and the third land portion 153. Further, although the piston having three ring grooves is shown, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a piston having more or fewer ring grooves.

図４は、山型リングの斜視図である。図４を参照して、山型リング１２１は、板ばねまたは耐熱性樹脂などの弾性力を有する材質により構成される。山型リング１２１は外側へ広がるような張力を有し、この張力によりシリンダボア内壁２１と接触する。他の山型リング１２２，１２３も同様に構成され、そのラジアル方向およびスラスト方向の幅が変化できるような構成とされる。 FIG. 4 is a perspective view of a chevron ring. Referring to FIG. 4, the mountain-shaped ring 121 is made of a material having elasticity such as a leaf spring or a heat resistant resin. The chevron ring 121 has a tension that spreads outward, and contacts with the cylinder bore inner wall 21 by this tension. The other chevron rings 122 and 123 are configured in the same manner, and are configured such that the widths in the radial direction and the thrust direction can be changed.

図５および図６は、山型リングの動作を説明するための図である。図５を参照して、トップランド部１５１とシリンダボア内壁２１との距離が小さい場合、山型リング１２１は自らの弾性力により、その厚みが小さくなる。これにより、山型リング１２１の先端部がシリンダボア内壁２１に接触する。ディーゼルエンジンの場合には、燃焼中の不完全燃焼で生じたカーボン２０１が凹形状１４１に付着する。シリンダボア内壁２１とトップランド部１５１との距離はＬである。 5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the chevron ring. Referring to FIG. 5, when the distance between the top land portion 151 and the cylinder bore inner wall 21 is small, the chevron ring 121 becomes thin due to its own elastic force. Thereby, the tip of the chevron ring 121 contacts the cylinder bore inner wall 21. In the case of a diesel engine, carbon 201 generated by incomplete combustion during combustion adheres to the concave shape 141. The distance between the cylinder bore inner wall 21 and the top land portion 151 is L.

図６を参照して、距離Ｌが小さくなると、これに伴い山型リング１２１が変形する。具体的には、山型リング１２１のすそ野部が外側へ広がる。これにより、凹形状１４１内に堆積したカーボン２０１が山型リング１２１により掻き上げられて外部へ放出される。トップランド部１５１とシリンダボア内壁２１との距離はピストンの運転中絶えず変化する。具体的には、ピストン１０には、爆発によるスラスト力が加わり、シリンダボア内壁２１との距離は一定ではない。このようなピストンのスラップ、およびピストン１０の上下動を利用して、山型リング１２１，１２２，１２３を構成するばねによりデポジット（カーボンなど）を掻き落とす。ディーゼルエンジンの場合には、カーボンを掻き落とすことができ、これによりオイルの掻き上げを防止できる。ガソリンエンジンの場合には、デポジットの付着を防止でき、これによりオイルの掻き上げを防止することができる。 With reference to FIG. 6, when distance L becomes small, mountain-shaped ring 121 deform | transforms in connection with this. Specifically, the base portion of the mountain-shaped ring 121 spreads outward. Thereby, the carbon 201 deposited in the concave shape 141 is scraped up by the mountain-shaped ring 121 and released to the outside. The distance between the top land portion 151 and the cylinder bore inner wall 21 constantly changes during the operation of the piston. Specifically, the thrust force due to the explosion is applied to the piston 10, and the distance from the cylinder bore inner wall 21 is not constant. Using such piston slap and the vertical movement of the piston 10, deposits (such as carbon) are scraped off by the springs forming the mountain-shaped rings 121, 122, 123. In the case of a diesel engine, carbon can be scraped off, thereby preventing oil from being scraped up. In the case of a gasoline engine, it is possible to prevent deposits from being deposited, thereby preventing oil from being scraped up.

本発明に従ったピストン１０（ピストン装置）の表面には、トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３が形成される。それぞれの溝の上部には、各リング溝に対応したトップランド部１５１，セカンドランド部１５２およびサードランド部１５３が設けられる。トップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３にはトップリング１３１、セカンドリング１３２およびオイルリング１３３が嵌め合わせられる。トップランド部１５１，セカンドランド部１５２およびサードランド部１５３のいずれかに、張力を有する断面が略くの字の山型リング１２１，１２２，１２３が配置される。山型リング１２１，１２２，１２３は、ピストン１０のランド部側に山型リング１２１，１２２，１２３のすそ野部が配置され、シリンダ内側（シリンダボア内壁２１）側に頂部が配置される。 A top ring groove 111, a second ring groove 112, and an oil ring groove 113 are formed on the surface of the piston 10 (piston device) according to the present invention. A top land portion 151, a second land portion 152 and a third land portion 153 corresponding to each ring groove are provided on the upper portion of each groove. A top ring 131, a second ring 132 and an oil ring 133 are fitted in the top ring groove 111, the second ring groove 112 and the oil ring groove 113. In any of the top land part 151, the second land part 152, and the third land part 153, the chevron-shaped rings 121, 122, and 123 having a substantially U-shaped cross section with tension are disposed. In the chevron rings 121, 122, 123, the bottom part of the chevron rings 121, 122, 123 is arranged on the land part side of the piston 10, and the top part is arranged on the cylinder inner side (cylinder bore inner wall 21) side.

ピストン１０とシリンダボア内壁２１との隙間の変化によって、山型リング１２１，１２２，１２３のすそ野部の幅が変化する。トップランド部１５１，セカンドランド部１５２およびサードランド部１５３は、山型リング１２１，１２２，１２３のすそ野部の広がりを規制する凹形状１４１，１４２，１４３を有する。山型リング１２１，１２２，１２３の張力はピストンリングとしてのトップリング１３１，およびセカンドリング１３２の張力よりも低い。 Due to the change in the gap between the piston 10 and the cylinder bore inner wall 21, the width of the bottom portion of the chevron rings 121, 122, 123 changes. The top land portion 151, the second land portion 152, and the third land portion 153 have concave shapes 141, 142, and 143 that restrict the spread of the base portions of the mountain-shaped rings 121, 122, and 123. The tension of the mountain-shaped rings 121, 122, 123 is lower than the tension of the top ring 131 as the piston ring and the second ring 132.

このように構成されたピストン１０では、ピストンリングとしてのトップリング１３１、セカンドリング１３２およびオイルリング１３３の機能を阻害することなく、ピストン１０の姿勢の変化によって図５および図６で示すようにカーボン２０１またはデポジットの堆積を除去することができる。これにより、硬質カーボンがシリンダボア内壁２１を傷付けることを抑制できる。 In the piston 10 configured as described above, the carbon as shown in FIGS. 5 and 6 can be obtained by changing the posture of the piston 10 without inhibiting the functions of the top ring 131, the second ring 132, and the oil ring 133 as piston rings. 201 or deposit build-up can be removed. Thereby, it can suppress that hard carbon damages the cylinder bore inner wall 21.

また、シリンダ壁から剥離カーボンを噛み込むことにより生じる、ピストンリングの摺動面への傷付きを防止できる。さらに、ピストンリング溝としてのトップリング溝１１１、セカンドリング溝１１２およびオイルリング溝１１３へのカーボンの侵入をも抑制できる。その結果、オイルの掻き上げを防止することができる。 Further, it is possible to prevent damage to the sliding surface of the piston ring caused by biting the release carbon from the cylinder wall. Furthermore, carbon can be prevented from entering the top ring groove 111, the second ring groove 112, and the oil ring groove 113 as piston ring grooves. As a result, the oil can be prevented from being scraped up.

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、ピストンを構成する材質としては、上記した金属だけでなく、さらに別の材料を採用することも可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the embodiment shown here can be variously modified. First, as a material constituting the piston, not only the above-described metal but also other materials can be adopted.

また、ピストン１０の用途としては、内燃機関用のピストンであればよく、自動二輪車用、四輪者用に限られず、発電機などのエンジンに本発明を採用してもよい。 The use of the piston 10 may be a piston for an internal combustion engine, and is not limited to a motorcycle or an automobile. The present invention may be applied to an engine such as a generator.

さらに、ピストン１０としては、直接噴射式のエンジンで用いられるピストンだけでなく、いわゆる副室型のエンジンに本発明を適用することも可能である。 Furthermore, as the piston 10, the present invention can be applied not only to a piston used in a direct injection type engine but also to a so-called sub-chamber type engine.

また、燃焼室１１の形状としては、球形状（Ｍ型燃焼方式）、トロイダル型の燃焼室、皿型の燃焼室、リエントラント型の燃焼室などに本発明を採用してもよい。 Further, as the shape of the combustion chamber 11, the present invention may be adopted in a spherical shape (M type combustion system), a toroidal type combustion chamber, a dish type combustion chamber, a reentrant type combustion chamber, and the like.

また、リップ部１４は上記実施の形態では円形状であるものを示したが、四角形状、六角形状、五角形状などの多角形状のリップ部１４を採用してもよい。また、矩形でなく、楕円形状のリップ部１４を採用してもよい。 In the above embodiment, the lip portion 14 has a circular shape, but a polygonal lip portion 14 such as a quadrangular shape, a hexagonal shape, or a pentagonal shape may be employed. Moreover, you may employ | adopt the elliptical lip | rip part 14 instead of a rectangle.

さらに、ガソリンエンジン用のピストン１０に本発明を適用することが可能である。この場合、ガソリンを燃焼室に直接噴射する、いわゆる筒内直接噴射型のエンジンに本発明を適用してもよい。さらに、直接噴射の場合であっても、点火プラグの近傍のみで混合気が濃くなる、いわゆる成層燃焼だけでなく、全体で均一な混合気が実現される、いわゆる均質燃焼（ストイキ燃焼）であってもよい。この場合、燃料はポート（インテークポート）で噴射されてもよい。 Furthermore, the present invention can be applied to the piston 10 for a gasoline engine. In this case, the present invention may be applied to a so-called in-cylinder direct injection engine in which gasoline is directly injected into the combustion chamber. Furthermore, even in the case of direct injection, not only so-called stratified combustion, in which the air-fuel mixture becomes thick only in the vicinity of the spark plug, but also so-called homogeneous combustion (stoichiometric combustion) in which a uniform air-fuel mixture is realized as a whole. May be. In this case, the fuel may be injected at a port (intake port).

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、たとえば内燃機関の分野で用いることができる。 The present invention can be used, for example, in the field of internal combustion engines.

この発明に従ったピストンを有するエンジンの断面図である。1 is a cross-sectional view of an engine having a piston according to the present invention. 図１で示すピストンの斜視図である。It is a perspective view of the piston shown in FIG. 山型リングを詳細に示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mountain-shaped ring in detail. 山型リングの斜視図である。It is a perspective view of a mountain-shaped ring. 山型リングの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a mountain-shaped ring. 山型リングの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a mountain-shaped ring.

符号の説明Explanation of symbols

１０ピストン、１１燃焼室、１３スカート部、１４リップ部、１６ピストン本体、１７頂面、１１１トップリング溝、１１２セカンドリング溝、１１３オイルリング溝、１２１，１２２，１２３山型リング、１３１トップリング、１３２セカンドリング、１３３オイルリング、１４１，１４２，１４３凹形状、１５１トップランド部、１５２セカンドランド部、１５３サードランド部。 10 piston, 11 combustion chamber, 13 skirt, 14 lip, 16 piston body, 17 top, 111 top ring groove, 112 second ring groove, 113 oil ring groove, 121, 122, 123 mountain ring, 131 top ring , 132 second ring, 133 oil ring, 141, 142, 143 concave shape, 151 top land portion, 152 second land portion, 153 third land portion.

Claims

表面にリング溝が形成され、その上部に各リング溝に対応した各ランド部が設けられ、各リング溝にピストンリングが嵌装されたピストン装置であって、
前記各ランド部のいずれかに張力を有する断面が略くの字の山型リングが装着されている、ピストン装置。 A ring device is formed with a ring groove on the surface, each land portion corresponding to each ring groove is provided on the top, and a piston ring is fitted in each ring groove,
A piston device in which a mountain-shaped ring having a substantially U-shaped cross section having tension is attached to any of the land portions.

前記ピストンのランド部側に前記山型リングのすそ野部が位置し、シリンダ内面側に前記山型リングの頂部が位置する、請求項１に記載のピストン装置。 2. The piston device according to claim 1, wherein a base portion of the angle ring is located on a land portion side of the piston, and a top portion of the angle ring is located on a cylinder inner surface side.

前記ピストン装置とシリンダの隙間の変化によって前記山型リングのすそ野部の幅が変化する、請求項１または２に記載のピストン装置。 The piston device according to claim 1 or 2, wherein a width of a base portion of the mountain-shaped ring is changed by a change in a gap between the piston device and the cylinder.

前記ランド部は、前記山型リングのすそ野部の広がりを規制する凹形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のピストン装置。 The piston device according to any one of claims 1 to 3, wherein the land portion has a concave shape that regulates a spread of a base portion of the mountain ring.

前記山型リングの張力はピストンリングの張力より小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載のピストン装置。 The piston device according to any one of claims 1 to 4, wherein a tension of the mountain-shaped ring is smaller than a tension of the piston ring.